过滤设备工作原理及结构分析

过滤设备是用来进行过滤的机械设备或者装置，是工业生产中常见的通用设备。过滤设备总体分为真空和加压两类，真空类常用的有转筒、圆盘、水平带式等，加压类常用的有压滤、压榨、动态过滤和旋转型等。

一、过滤设备分类

按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机；

按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤；

工业上使用的典型过滤设备：板框压滤机（间歇操作）；

转筒真空过滤机（连续操作过滤式离心机）。

二、板框压滤机

1、结构

由许多块带凹凸纹路的滤板与滤框交替排列组装于机构成。主要包括滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。

滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道。

洗涤板：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，使洗水流进凹槽；

非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。

滤框：滤浆通道：滤框右上角的圆孔

洗水通道：滤框左上角的圆孔

为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮。非洗涤板为一钮板，框带两个钮，洗涤板为三钮板。

2、操作过程

板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。

装合：将板与框按 1-2-3-2-1-2-3的顺序，滤板的两侧表面放上滤布，然后用手动的或机动的压紧装置固定，使板与框紧密接触。

过滤：悬浮液在指定压强下送进滤浆通道，由通道流进每个滤框里；滤液分别穿过滤框两侧的滤布，沿滤板板面的沟道至滤液出口排出；颗粒被滤布截留而沉积在滤布上，待滤饼充满全框后，停止过滤。根据滤液排出方式分为：明流和暗流。

洗涤：洗涤水经洗水通路从洗涤板上的孔道进入各个洗涤板的两侧，洗涤水在压差（洗涤板上的滤液出口关闭形成）的推动力下先穿过一层滤布及整个框厚的滤饼，然后再穿过一层滤布，沿滤板（一钮板）板面沟道至滤液出口排出。这种操作方式称为横穿洗涤法。

洗涤水穿过的途径正好是过滤终了时滤液穿过途径的二倍，流通面积是过滤面积的一半。

卸渣、整理：打开板框，卸出滤饼，洗涤滤布及板、框。

3、特点

结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。

可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。

对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/c㎡），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。

间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产。

三、加压叶滤机

叶滤机由许多不同宽度的长方形滤叶装合而成。滤叶由金属丝网制造，内部具有空间，外罩滤布。

叶滤机也为间歇操作，过滤时滤叶安装在能承受内压的密闭机壳内。滤浆用泵送到机壳内，穿过滤布进入丝网构成的中空部分，然后汇集到下部总管而后流出。颗粒沉积在滤布上，形成滤饼，当滤饼积到设定厚度，停止过滤。

洗涤时，洗水的路径与滤液相同，这种洗涤方法称为置换洗涤法。

叶滤机的优点是设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不用装卸，劳动力较省。

四、转筒真空过滤机

1、转筒真空过滤机的结构

转筒真空过滤机是工业上应用较广的一种连续操作的过滤设备。

设备的主体是一个能转动的水平圆筒，圆筒表面有一层金属网，网上覆盖滤布，筒的下部进入滤浆中，圆筒沿径向分割成若干扇形格，每个都有单独的孔道通至分配头上。圆筒转动时，凭借分配头的作用使这些孔道依次分别与真空管及压缩空气管相通，因而在回转一周的过程中每个扇形格表面即可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作。

2、分配头的结构及工作原理

分配头由紧密贴合着的转动盘与固定盘构成，转动盘随筒体一起旋转，固定盘内侧面各凹槽分别与各种不同作用的管道相通。

当扇形格1开始进入滤浆内时，转动盘上相应的小孔道与固定盘上的凹槽f相对，从而与真空管道连通，吸走滤液，图上扇形格1－7所处的位置称为过滤区。扇形格转出滤浆槽后，仍与凹槽f相通，继续吸干残留在滤饼中的滤液，扇形格8－10所处的位置称为滤液吸干区。扇形格转至12的位置时，洗涤水喷洒于滤饼上，此时扇形格与固定盘上的凹槽g相通，经另一真空管道吸走洗水。扇形格12、13所处的位置称为洗涤区。扇形格11对应于固定盘上凹槽f与g之间,不与任何管道相连通，该位置称为不工作区。当扇形格由一区转入另一区时，因有不工作区的存在，使操作区不致相互串通。

五、搅拌式双亲可逆纤维球过滤器

工作原理：

双亲可逆纤维作滤原，保持了原有纤维的柔性，可压缩，孔隙率大、截污能力强；工作时滤层孔隙上疏松、下致密，符合理想滤层的孔隙分布；比重大于水，易反洗，材质优良，有较强的耐腐性和抗化学浸蚀的性能。所以可将不易用沉淀去除的微小悬浮物截留，根据不同的水源水质，选择不同型号、性能的滤原可达到满意的所需效果；该设备适用于油田注水、油库清洗水、机械加工等含油含悬浮物的高精度过滤。

六、过滤离心机

离心过滤是指藉旋转液体所受到的离心力而通过介质和滤饼、固体颗粒被截留于过滤介质表面的操作过程。离心过滤的推动力即离心力。

七、旋风分离器

旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备。

特点：其结构简单，制造方便；分离效率高；可用于高温含尘气体的分离；

结构：外圆筒；内圆筒；锥形筒。

工作过程：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入。入口气速约为15～20m/s。

含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动。颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。

在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。

在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，由上部出口管排出；

固相沿内壁落入灰斗。

八、袋滤器

结构：滤袋、骨架、机壳、清灰装置、灰斗、排灰阀。

工作过程：

含尘气体进入袋滤器；

气体通过滤袋，经顶部排出；

灰尘被截留；

聚集大量灰尘后，压缩空气通入，滤袋振动，灰尘落下；

灰尘经过排灰阀排除。